专利名称：微粒检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及微粒检测装置。尤其涉及设置在内燃机的排气路径中、且适于对废气中的微粒进行检测的微粒检测装置。
背景技术：
以往，如专利文献1所述，公开有一种对内燃机的废气中的微粒量进行检测的微粒传感器。这种传感器具备相互隔开空间而平行地配置的电极。传感器以至少部分电极暴露在废气中的方式设置在排气路径上。当废气流经废气路径时，废气中的微粒就会堆积在电极上。其结果，会使电极间的阻抗发生变化。专利文献1的传感器对这种阻抗的变化进行检测，据此检测出堆积在电极之间的微粒量。
专利文献1 日本专利申请特表2006-515066号公报 如专利文献1所述的传统传感器，虽然能够根据阻抗的变化来检测气体中的微粒量，但不能推定气体中微粒的粒径和粒子数量。另一方面，作为气体中微粒数量的计测装置，例如已知有一种使用激光的粒子数量计，但这种装置大型且高价，例如很难搭载在车辆上等作为来加以利用。从而，需要一种不仅能够掌握气体中所含的微粒量，还能够掌握粒子数量和粒径的简便的装置。
另外，如专利文献1所述的以往传感器中，是根据包含传感器电极和引线(以下称为“电极等”)在内的整个电路的阻抗来测定微粒量的。因此，阻抗的变化量(相对于初始值的差)中，除了由微粒堆积引起的变化量外，还包含电极等劣化引起的变化量。而且，当电极等的劣化严重时，检测出的阻抗的变化量中、由电极等的劣化引起的变化的比例较大。 此时，可以认为根据阻抗变化量算出的微粒量和实际的微粒量之间的误差增大。
发明内容
因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种既能抑制电极劣化等引起的偏差、又能检测出废气中存在的微粒的粒径和微粒的数量的微粒检测装置。
为了实现上述目的，本1发明是一种对气体中的微粒进行测定的微粒检测装置， 其特征在于，具有 频率控制单元，其对在分开配置的一对电极上所施加的交流电压的频率进行控制； 交流阻抗检测单元，其对被施加不同频率的交流电压时与各频率对应的阻抗进行检测； 分量计算单元，其对与上述各频率对应的阻抗的电阻分量及/或电容分量进行计算； 微粒粒径推定单元，其根据上述电阻分量及/或上述电容分量的变化来推定气体中的微粒的平均粒径及/或微粒的数量。
第2发明是在第1发明的基础上，上述分量计算单元计算出上述电阻分量及/或上述电容分量中的、 由微粒的内部特性引起的粒子内分量、以及 由微粒间的界面特性引起的晶界分量， 上述微粒粒径推定单元根据上述粒子内分量与上述晶界分量之间的比较结果来推定上述微粒的平均粒径以及/或微粒的数量。
第3发明是在第1或第2发明的基础上， 还具有根据上述电阻分量中的上述粒子内分量与上述晶界分量来推定气体中的微粒的量的微粒量推定单元。
第4发明是在第1发明的基础上，还具有 对上述电极间的电阻进行检测的电极间电阻检测单元、以及 根据检测到的电极间的电阻来推定气体中的微粒的量的微粒量推定单元。
第5发明是在第4发明的基础上， 还具有饱和状态判断单元，其对被推定出的微粒的量是否达到表示饱和状态的基准量进行判断， 在判断为上述微粒的量已达到上述基准量时，上述交流阻抗检测单元执行对阻抗的检测。
第6发明是一种对气体中的微粒进行测定的微粒检测装置，其特征在于，具有 频率控制单元，其对在分开配置的一对电极上施加的交流电压的频率进行控制； 交流阻抗检测单元，其施加不同频率的交流电压，并对与各频率对应的阻抗进行检测； 粒子分量计算单元，其将与上述各频率对应的阻抗的电阻分量分为由微粒的内部特性以及界面特性引起的粒子电阻分量和由其它原因引起的分量来进行计算； 微粒量推定单元，其根据上述电阻分量中的上述粒子电阻分量来推定微粒的量。
根据第1发明，通过对在一对电极上被施加不同频率的交流电压时所检测到的阻抗的电阻分量及/或电容分量的变化进行检测，而能够推定微粒的平均粒径或数量。从而， 利用具有一对电极的小型装置，能够简单地检测出微粒的粒径或数量。
根据第2发明，分为电阻分量及/或电容分量中的、由微粒的内部特性引起的粒子内分量以及由微粒间的界面特性引起的晶界分量来进行计算。此处，例如粒径越大，粒子内分量的比例越大，而粒径越小，粒子间的接触界面越增加，因此晶界分量的比例会增大。从而，第2发明中，通过对粒子内分量与晶界分量进行比较，能够更可靠地推定微粒的平均粒径或数量。
另外，电阻分量中，粒子内分量和晶界分量都是由电极间的微粒引起的，这种分量不包含该装置的电极等引起的电阻变动的分量。从而，根据第3发明，根据粒子内分量和晶界分量来推定气体中的微粒量，由此能够抑制由电极等的劣化引起的电阻变化的影响，更准确地推定微粒量。
根据第4发明，能够利用1个检测装置来检测微粒的量及其平均粒径和粒子数量。
根据第5发明，在确认了微粒已堆积成饱和状态时，执行对交流阻抗的检测。从而，能够抑制在微粒的堆积过程中产生的阻抗变动的影响，能够以更稳定的状态正确地推定微粒的平均粒径和数量。
根据第6发明，将与变动的频率对应的阻抗的电阻分量分为由微粒的内部特性及界面特性引起的粒子电阻分量和由其它因素引起的分量来进行计算，并且根据电阻分量中的粒子电阻分量来推定微粒的量。由此，能够排除由电极的劣化等产生的电阻变动的影响， 能够更正确地检测出微粒量。
图1是用于说明本发明实施方式1的系统的整体构成的示意图。
图2是用于说明本发明实施方式1的PM传感器的示意图。
图3是用于说明本发明实施方式1的PM传感器上堆积了 PM时的等效电路的示意图。
图4是用于说明与本发明实施方式1的传感器的频率变化对应的阻抗变化的示意图。
图5是用于说明与本发明实施方式1的PM传感器的电容分量和电阻分量的与频率变化对应的阻抗变化的图。
图6是用于说明本发明实施方式1的PM传感器的电阻比与粒径之间的关系的图。
图7是用于说明在本发明实施方式1中系统执行的控制程序的流程图。
图8是用于说明本发明实施方式2的经过时间与PM堆积量的图。
图9是用于说明在本发明实施方式2中系统执行的控制程序的流程图。
具体实施例方式以下，结合
本发明的实施方式。另外，各图中，对于相同或相当的部分标记相同符号并简化或省略其说明。
实施方式1 图1是用于说明本发明实施方式1的PM传感器的设置状态的示意图。如图1所示，PM传感器2设置在例如搭载在车辆等上的内燃机4的排气路径6中。PM传感器2(微粒检测装置)上连接有施加交流及直流电压用的交流电源8。PM传感器2具有分开配置的一对电极10。电极10的至少一部分以能够与废气接触的状态设置在排气路径6内。另外， 虽然省略图示，但PM传感器2连接于对电极10之间的阻抗进行检测的阻抗检测器和对交流频率进行检测的频率检测器等上。
该系统具有控制装置12。控制装置12连接于PM传感器2的各种检测器等以及交流电源8。控制装置12接受这些检测器的输出信号，以对PM传感器2的交流阻抗等进行检测，并且进行各种必要的运算等，并向交流电源8发出控制信号，控制施加到PM传感器2上的电压的频率等。
图2是用于说明本发明实施方式1的PM传感器的示意图。如图2所示，PM传感器2的一对电极10相互隔开规定的空间来平行地配置。PM传感器2使用时，以该电极10 的至少一部分与废气接触的状态被设置。
在内燃机4的废气中存在PM(particulate matter 微粒)。PM堆积在PM传感器 2的电极10上。图2(a)表示堆积在PM传感器2的电极10间的PM较小的情况下的例子， 图2(b)则表示较大的情况下的例子。另外，在图2中，表示PM的粒径大致恒定的微粒堆积在电极10间的情况，而实际上堆积的PM的粒径是各不相同的。为了简单，图2中示意性地表示微粒的平均粒径较小的场合(图2 (a))和较大的场合(图2 (b))。PM传感器2通过以下方式检测出如图2那样堆积在电极10间的PM的量和PM的平均粒径或PM的数量。
对于在PM传感器2上施加交流电压时产生的电阻分量及电容分量，能够分成PM 传感器2内的3个分量来考虑。
(1)由PM内部的特性引起的分量(粒子内分量) (2)由PM和PM间的接触界面(晶界)的特性引起的分量(晶界分量) (3)电极10和PM传感器2的电极和引线等PM以外的分量 另外，(3)中的电极等的电容分量在此属于可以忽略不计的范围。从而，PM传感器 3具有图3所示的等效电路图。在图3的等效电路图中，PM内部电阻分量Rl及PM内部电容分量Cl是上述⑴的由PM内部的特性引起的分量，PM晶界电阻分量R2及PM晶界电容分量C2则是上述O)的由PM晶界特性引起的分量，电极电阻分量Re则表示(3)的由电极等PM以外的因素引起的电阻分量。
此处，PM内部电阻分量R1、PM晶界电阻分量R2以及PM内部电容分量C1、PM晶界电容分量C2不仅根据其堆积的PM的量，还根据PM的粒径(大小)而变化。例如，如果PM 的粒径小(图2(a)的场合)，则PM晶界的面积增大，因此PM晶界的特性对于电路整体的影响增大。从而，在将PM晶界分量与PM内部分量进行比较时，PM晶界电阻分量R2及PM晶界电容分量C2的比例变大，且PM内部电阻分量Rl及PM内部电容分量Cl的比例变小。
另一方面，当PM的粒子粒径大时(图2(b)的场合)，PM内部的电子传导性的影响增大。从而，在将PM晶界分量与PM内部分量进行比较时，PM内部电阻分量Rl及PM内部电容分量Cl的比例变大，且PM晶界电阻分量R2及PM晶界电容分量C2的比例变小。
利用这一点，通过对由PM内部和PM晶界各自的分量引起的电阻(或电容)的大小进行检测和比较，不仅能够推定PM堆积量，还能够推定PM的平均粒径。由此，在实施方式1中，用以下方式对⑴ ⑶中所示的各分量的电阻等进行检测。
图4是用于说明使频率以预定间隔从低频变化到高频(扫频)而施加到本发明实施方式1的PM传感器2上时的阻抗变化的图。在图4中，横轴表示频率的对数(Iogf)JA 轴表示阻抗的对数(log|z| = Δν/ΔΙ)。随着施加到PM传感器2上的交流电压的频率变为高频，理想的阻抗是如图4那样阶梯式地变化。
图5是用复阻抗曲线来表示当如图4那样使交流电压的频率连续地变化(扫频) 而施加在PM传感器2上时所检测到的PM传感器2的阻抗变化。横轴表示阻抗的实数部分 (电阻分量)，纵轴表示虚数部分(电容分量)。
从表示该复阻抗的曲线与χ轴的交点来计算出各电阻Ra、Re、Rd0通过施加低频而检测到的电阻Ra(图4中区域A的电阻值)是将全电阻分量相加后得到的电阻，成为Ra = Re+Rl+R2。电阻值Rc是Rc = Re+Rl，电阻值Re是电极电阻分量Re。从而，可以从Ra、 Re、Rd的值分别计算出Rl、R2、Re。
另外，能够通过近似线和插值等来计算出电阻的平均值成为Rb = Re+Rl+R2/2时的频率fb。基于该计算值，并利用公式R2C2 = 1/(2 Jifb)来计算出PM晶界电容分量C2。 并且，能够通过近似线和插值等来计算出电阻的平均值成为Rd = Re+2/Rl时的频率fd。基于该计算值，并利用公式R2C2 = 1/(2^(1)来计算出PM晶界电容分量C2。
此处，如图5中虚线(a)所示，粒子粒径小时，PM晶界的影响就变大，且PM内部电阻分量Rl及PM内部电容分量Cl变小，PM晶界电阻分量R2及PM晶界电容分量C2变大。 另一方面，如图5中实线(b)所示，粒子粒径大时，PM内部特性的影响就变大，且PM内部电阻分量Rl及PM内部电容分量Cl变大，PM晶界电阻分量R2及PM晶界电容分量C2变小。
图6是表示PM内部电阻分量Rl相对PM晶界电阻分量R2的比例与PM平均粒径之间的关系的图，横轴表示R1/R2，纵轴表示PM平均粒径。如图6所示，PM平均粒径与电阻比R1/R2具有相关性，随着电阻比R1/R2变大，S卩，随着PM内部电阻分量Rl的比例变大，PM 平均粒径变大。
在实施方式1中，通过预先的试验等求出电阻比R1/R2与PM平均粒径之间的关系，并作为设定表预先存储到控制装置12中。在内燃机4的运转当中，使频率连续地变化后施加，并对从低频过渡到高频的阻抗值进行计测，预测如图5所示的阻抗特性来计算出电阻分量R1、R2。然后，通过计算出电阻比R1/R2来计算出PM粒径。
另外，PM传感器2的电阻根据堆积在电极10间的PM量而变化。不过，如上所述， 在PM传感器2的电阻变化中包含有PM以外的分量即电极电阻分量Re的变动。从而，在实施方式1中，当堆积在电极10间的PM处于饱和状态时进行燃烧处理，且在每次进行燃烧处理时，预先检测刚完成燃烧处理后的初始电阻Ri。通过PM燃烧处理，形成PM不再堆积在电极10上的状态，因此认为该电阻相当于电极电阻分量Ite。
在粒子量的检测中，在PM传感器2上施加直流电压并检测出实际电阻Rm，然后基于从实际电阻Rm减去初始电阻Ri后得到的电阻Rm-Ri来检测出粒子量。由此，能够除去与电极电阻分量Re的量相当的电阻，因此能够抑制由电极等的劣化导致的影响，从而正确地推定出PM堆积量。另外，电阻Rm-Ri与PM堆积量之间的关系预先通过试验等来求出，并且作为设定表存储到控制装置12中。在实际检测PM堆积量时，根据已检测到的电阻Rm-Ri 并按照设定表来计算出PM量。另外，在该实施方式1中，由于能够同时求出PM平均粒径和 PM量，因此还能够计算出PM粒子数量。
图7是本发明实施方式1中控制装置执行的控制程序。图7的程序是在内燃机4 的运转当中按每预定期间反复执行的程序。在图7的程序中，首先检测内燃机4是否在起动(S12)。如果内燃机4在停止中，则不必进行PM检测，因此终止本次的程序。
另一方面，如果已确认内燃机4正在起动，则接着判断PM传感器2是否处于正常状态(S14)。此处，当例如PM传感器2尚未预热到活性温度时，不认为是正常状态。当如上所述地未能确认PM传感器2为正常状态时，终止本次的程序。
另一方面，在步骤S14中，当已确认PM传感器2正常时，接着读出初始电阻Ri。初始电阻Ri，在新品阶段中被设定为将直流电压施加到PM传感器2后的电阻，然后，当执行该程序时，即为在后述的处理过程中被检测且被更新的值。
接着，对在电极10间施加直流电压时的实际电阻Rm进行检测(S18)。接着，计算出PM堆积量(S20)。PM堆积量是基于从实际电阻Rm减去初始电阻Ri后得到的电阻Rm-Ri 而计算出的。初始电阻Ri是在PM未堆积在电极10间的状态下检测出的阻抗。从而，通过根据电阻Rm-Ri来求出堆积PM量，而能够正确地计算出PM量。具体是，控制装置12按照预先存储的表示电阻与PM量之间的相关的设定表，来计算出与电阻Rm-Ri对应的堆积PM 量。
然后，对阻抗进行计测(S22)。在此，一边使频率连续地变化一边施加交流电压来检测出阻抗。由此，检测出电阻分量R1、R2。
然后，运算PM的平均粒径(SM)。PM平均粒径是根据电阻分量R1、R2之比且按照预先存储在控制装置12中的设定表来计算出。然后，计算出PM的粒子数量(S^O。粒子数量是通过将PM堆积量除以从平均粒径求得的体积来求出的。
然后，判断PM堆积是否饱和(S^)。具体是，判断在步骤S18中求出的实际电阻 Rm是否比第一基准电阻refl小。第一基准电阻refl是预先存储在控制装置12中的值，且被设定为当PM传感器2的PM堆积量饱和时所表示的电阻中最大值附近的值。在步骤S^ 中，在未能够确认实际电阻Rm <第一基准电阻refl成立时，该状态下终止本次的处理。
另一方面，在步骤28中，当确认了实际电阻Rm <第一基准电阻refl成立时，接着，对堆积在电极上的PM执行燃烧处理(S30)。然后，对实际电阻Rm进行检测(S32)。
然后，判断检测出的实际电极Rm是否比第二基准电阻ref2大(S34)。此处，第二基准电阻ref2是预先存储在控制装置12中的值，且被设定为在PM未堆积的状态下PM传感器2所表示的电阻中最小值附近的值。
在步骤34中，当未能够确认实际电阻Rm >第二基准电阻ref2成立时，推测为PM 的燃烧处理还不充分，因此再次返回到步骤S30，进行预定时间的PM燃烧处理(S30)，且对实际电阻Rm进行检测(S32)并在步骤34中进行判断。在确认实际电阻Rm >第二基准电阻ref2成立之前的期间，反复执行PM燃烧处理(S30)、对实际电阻Rm的检测(S32)、以及对PM是否已进行燃烧的判断(S34)。
另一方面，当在步骤34中确认实际电阻Rm >第二基准电阻ref2成立时，能够判断为PM燃烧完毕，因此，接着将当前的实际电阻Rm的值作为初始电阻Ri进行存储(S36)。 然后，终止本次的处理。
如上所述，根据本实施方式1，通过使频率连续地变化且检测出与此对应的阻抗变化，能够将由PM内部以及晶界引起的电阻分开分别进行检测。从而，不仅能够检测出PM堆积量，还能够检测出PM的平均粒径和PM粒子数量。
另外，在本实施方式1中，使频率连续地变化来施加交流电压并计测阻抗，并且将由电极10等引起的电阻和由PM(内部及晶界)引起的电阻分开进行检测。从而，能够从检测到的电阻和电容除去由电极10等引起的电阻分量。由此，能够消除电极劣化等产生的PM 传感器2的误差影响，更正确地推定PM平均粒径和PM粒子数量。
然而，本发明不限于如上述的能够消除电极10等的劣化影响的传感器，例如还包括不考虑电极10等的劣化而推定PM平均粒径和PM粒子数量的传感器。
另外，在本实施方式1中，是从计测时的阻抗即实际电阻Rm减去作为PM刚燃烧后的阻抗而被存储的初始电阻Ri，并基于电阻Rm-Ri来计算出PM堆积量。这样，即使是关于 PM堆积量，也能够消除由电极等的劣化产生的PM传感器2的误差影响，能够进行正确的推定。
另外，在本实施方式1中，对于PM堆积量，与为了计算出PM平均粒径的阻抗计测分开地，对预先施加直流电压时的电阻(实际电阻Rm及初始电阻Ri)进行检测并求出。但也可以是例如从施加了规定频率的交流电压时的阻抗来检测出电阻分量，并相应地检测出 PM堆积量。
另外，也可以根据在为了计算出PM平均粒径而进行的阻抗计测中求出的PM内部电阻分量Rl及PM晶界电阻分量R2 (粒子电阻分量)，来推定PM堆积量。即使这样，也能够除了电极电阻分量Re外计算出PM量，因此能够消除电极等的劣化影响来推定PM堆积量。
另外，本发明也可以不包括推定PM平均粒径和PM粒子数量的传感器，而是作为只对PM堆积量进行检测的传感器加以利用。即便如此，通过利用从实际电阻Rm减去初始电阻Ri后得到的电阻，或是只利用由PM粒子引起的电阻分量Rl及R2，也能够抑制电极10等的劣化等导致的影响，能够正确地检测出PM堆积量。
但是，本发明不限于如上述的能够消除电极10等的劣化影响的传感器，例如还包括不考虑电极10等的劣化而推定PM堆积量的传感器。
另外，在本实施方式1中，对根据PM内部电阻分量Rl和PM晶界电阻分量R2之比来推定PM平均粒径的情况进行了说明。然而，如图5所示，即使是关于电容分量，也是PM 大时，PM内部电容分量Cl变大，而PM小时PM晶界电容分量C2变大。因此，通过比较电容分量C1、C2，也能够计算出PM平均粒径。并且，如上所述，通过计算出电阻Rb、Rd和此时的频率fb、fd，能够分别计算出电容分量Cl、C2。
另外，在本实施方式1中，对以下情况进行了说明，即使频率连续地变化并对与从低频过渡到高频的交流电压对应的阻抗值进行检测，由此来预测大致的阻抗特性，并将各电阻分量R1、R2、电容分量C1、C2分开进行检测。但本发明不限于此，例如也可以预先特定多个能够推定各电阻分量Rl、R2、Re及电容分量Cl、C2的频率，并且只施加已设定的频率的交流电压。该频率也可以是例如只有2个 3个的频率。更具体的是，与图4中电阻值 Ra、Re、Re对应的频率fa、fc、fe的取值范围某种程度上是能够进行预测的。从而，也可以通过预先决定该预测范围内的频率，并施加已决定的频率的交流电压，来推测电阻分量Rl、 R2、Re 等。
并且，通过执行步骤S18的处理来实现本发明的“电极间电阻检测单元”，通过执行步骤S20的处理来实现“微粒量推定单元”，通过执行步骤S32的处理来实现“交流阻抗检测单元”，并通过执行步骤SM或S^来实现“微粒粒径推定单元”。
实施方式2 实施方式2的系统，除了要对算出PM粒子数量的定时加以特定以外，其余与实施方式1的系统相同。图8是用于说明PM传感器2的PM堆积量和时效的图。在图8中，横轴表示时间，纵轴表示PM堆积量。
如图8所示，在PM传感器2上的PM堆积量随着时间的增加而增加，但一旦成为饱和状态便不再增加，而是变为恒定。另外，PM传感器2的电阻根据PM堆积量而变化，因此当成为饱和状态而PM堆积量固定时，电阻便也不再变化而是变为恒定。
在本实施方式2中，当PM传感器2的实际电阻Rm成为表示饱和状态的电阻时，施加使频率连续变化而得到的交流电压并对阻抗进行计测。由此，能够稳定地计测各阻抗，且能够更正确地推定PM平均粒径和PM粒子数量。
图9是在本发明实施方式2中系统执行的控制程序。图9的程序除了步骤S28的处理紧接在步骤S20之后执行外，其余与图7的程序相同。
具体是，在步骤S20中与实施方式1同样地计算出PM堆积量后，在步骤S40中判断当前的PM堆积量是否为饱和状态，即，判断是否确认实际电阻Rm-初始电阻Ri <第一基准电阻refl成立(S40)。此处，当未能确认电阻Rm-初始电阻Ri <第一基准电阻refl成立时，判断为当前PM堆积未成为饱和状态，因此不执行对阻抗的计测等，并就此结束本次的处理。
另一方面，当确认实际电阻Rm-初始电阻Ri <第一基准电阻refl成立时，接着与实施方式1同样地执行阻抗的计测(S2》、PM平均粒径和PM粒子数量的运算(S24、S26)。 然后，继续与实施方式1同样地执行PM燃烧处理等的步骤S30 S36的处理。
如上所述，根据本实施方式2的系统，在PM堆积量成为饱和状态时，对PM平均粒径和粒子数量进行检测。由此，使检测到的阻抗值稳定，因此能够更正确地推定PM平均粒径及粒子数量。
另外，说明了在步骤S40中，基于是否确认实际电阻Rm-初始电阻Ri <第一基准电阻refl成立来进行判断的情况。但在此，只要是能够判断电极10的PM堆积是否为饱和状态即可，因此不限于如上述的基于电阻值来进行判断的方式。
例如，也可以判断在步骤S20中计算出的PM堆积量是否比表示饱和状态的基准堆积量更大。另外，当在步骤S18中每隔一定时间对实际电阻Rm进行多次检测时，且当其实际电阻Rm的变化量是比规定的基准还小的极小量时，也能够判断饱和状态。另外，例如只要是判断前次PM燃烧处理后传感器的工作时间是否在预测为饱和状态的基准经过时间以上等来推定为处于某种程序的饱和状态的即可。
另外，在本实施方式2中，通过执行步骤S40的处理来实现本发明的“饱和状态判断单元”。
其中附图标记说明如下 2 PM传感器，8交流电源，10电极，12控制装置，Cl PM内部电容分量，C2 PM晶界电容分量，Rl PM内部电阻分量，R2 PM晶界电阻分量，Re电极电阻分量，refl第一基准电阻，ref2第二基准电阻，Ri初始电阻，Rm实际电阻。
权利要求
1.一种微粒检测装置，对气体中的微粒进行测定，其特征在于，具有频率控制单元，其对在分开配置的一对电极上所施加的交流电压的频率进行控制； 交流阻抗检测单元，其对被施加不同频率的交流电压时与各频率对应的阻抗进行检测；分量计算单元，其对与上述各频率对应的阻抗的电阻分量及/或电容分量进行计算； 微粒粒径推定单元，其根据上述电阻分量及/或上述电容分量的变化来推定气体中的微粒的平均粒径及/或微粒的数量。
2.根据权利要求1所述的微粒检测装置，其特征在于，上述分量计算单元计算出上述电阻分量及/或上述电容分量中的、由微粒的内部特性引起的粒子内分量、以及由微粒间的界面特性引起的晶界分量，上述微粒粒径推定单元根据上述粒子内分量与上述晶界分量之间的比较结果来推定上述微粒的平均粒径及/或微粒的数量。
3.根据权利要求2所述的微粒检测装置，其特征在于，还具有根据上述电阻分量中的上述粒子内分量和上述晶界分量来推定气体中的微粒的量的微粒量推定单元。
4.根据权利要求1或2所述的微粒检测装置，其特征在于，还具有 对上述电极间的电阻进行检测的电极间电阻检测单元、以及根据检测到的电极间的电阻来推定气体中的微粒的量的微粒量推定单元。
5.根据权利要求4所述的微粒检测装置，其特征在于，还具有饱和状态判断单元，其对被推定出的微粒的量是否达到表示饱和状态的基准量进行判断，在判断为上述微粒的量已达到上述基准量时，上述交流阻抗检测单元执行对阻抗的检测。
6.一种微粒检测装置，对气体中的微粒进行测定，其特征在于，具有频率控制单元，其对在分开配置的一对电极上所施加的交流电压的频率进行控制； 交流阻抗检测单元，其施加不同频率的交流电压，并对与各频率对应的阻抗进行检测；粒子分量计算单元，其将与上述各频率对应的阻抗的电阻分量分为由微粒的内部特性以及界面特性引起的粒子电阻分量和由其它原因引起的分量来进行计算；微粒量推定单元，其根据上述电阻分量中的上述粒子电阻分量来推定微粒的量。
全文摘要
本发明抑制由电极的劣化等导致的误差、且检测排气中存在的微粒的粒径和微粒的量。在对气体中的微粒进行测定的微粒检测装置的、分开配置的一对电极上施加频率不同的交流电压。对与此时产生的各频率对应的阻抗进行检测。计算出与各频率对应的阻抗的电阻分量及/或电容分量。根据电阻分量及/或上述电容分量的变化，来推定气体中的微粒的平均粒径及/或微粒的数量。
文档编号G01N15/06GK102187210SQ20108000220
公开日2011年9月14日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者青木圭一郎 申请人:丰田自动车株式会社